DE2611454C3 - Abortion column - Google Patents
Abortion columnInfo
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- DE2611454C3 DE2611454C3 DE19762611454 DE2611454A DE2611454C3 DE 2611454 C3 DE2611454 C3 DE 2611454C3 DE 19762611454 DE19762611454 DE 19762611454 DE 2611454 A DE2611454 A DE 2611454A DE 2611454 C3 DE2611454 C3 DE 2611454C3
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D3/00—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
- B01D3/34—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping with one or more auxiliary substances
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Description
Die Erfindung betrifft eine Abtreibkolonne für aus Lösungen oder Suspensionen bestehende Flüssigkeiten, in denen während des Stoffaustauschvorganges Feststoffe ausgefällt werden, wobei die abzutreibendeThe invention relates to a stripping column for liquids consisting of solutions or suspensions, in which solids are precipitated during the mass transfer process, with the Flüssigkeit in den Kopfteil der Kolonne und Dampf in ihren Bodenteil eingespeist wird, bei der die Kolonne in mehrere Stufen durch abstandsweise übereinander angeordnete Trennböden mit Abläufen für dsn Transport der Flüssigkeit unterteilt und der Dampfraum einer unteren Stufe über mindestens eine Leitung für den Transport des Dampfes mit der jeweils darüber angeordneten Stufe verbunden istLiquid is fed into the top part of the column and vapor into its bottom part, at which the column is in several stages divided by separating trays arranged at intervals one above the other with drains for the transport of the liquid and the vapor space one lower level via at least one line for the transport of the steam with the one above arranged stage is connected
ίο Trennung eines Flüssigkeitsgemisches unter Verwendung von Dampf dienen, sind beispielsweise aus der DE-OS 20 37 237 und der DE-OS 15 19 579 bekanntίο serve to separate a liquid mixture using steam, for example from the DE-OS 20 37 237 and DE-OS 15 19 579 are known
Demgegenüber bezieht sich die Erfindung auf eine Abtreibkolonne, welche von einem DreiphasengemischIn contrast, the invention relates to a stripping column, which consists of a three-phase mixture durchsetzt wird. Sie kann z. B. angewendet werden zum Behandeln von ammoniakalischen Lösungen oder Suspensionen von Metallsalzen, bei deren Behandlung mit Dampf Metallsalze ausgefällt werden. Beim Abtreiben von Lösungen oder Suspensionen, aus denenis enforced. You can z. B. be applied to Treating ammoniacal solutions or suspensions of metal salts, when treating them metal salts are precipitated with steam. When expelling solutions or suspensions from which während des Stoffaustauschvorganges Feststoffe gefällt werden, tritt häufig der Fall auf, daß der zur Fällung kommende Stoff an den Kolonneneinbauten oder Verteilvorrichtungen anhaftet und dort zu Verkrustungen führt, so daß nach einer gewissen Betriebsdauer diesolids are precipitated during the mass transfer process, the case often occurs that the for precipitation Coming substance adheres to the column internals or distribution devices and leads to encrustations there, so that after a certain period of operation the Kolonne verstopft wird und erst nach einer Reinigung wieder in Betrieb gesetzt werden kann. Derartige Verkrustungen des gefällten Stoffes treten an den festen Wänden der Kolonne hauptsächlich auf: a) in der Reaktionszone, wo die Fällung entsteht;Column is clogged and can only be put back into operation after cleaning. Such Encrustations of the precipitated substance mainly occur on the solid walls of the column: a) in the reaction zone where the precipitation occurs;
b) wenn die Wandungen der Kolonne bzw. die Oberflächen der Einbauten mit Dampf und Flüssigkeit abwechselnd in Berührung kommen;b) if the walls of the column or the surfaces of the internals with steam and Alternately come into contact with liquid;
c) wenn die Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit an den Wandungen der Kolonne oder derc) if the flow rate of the liquid on the walls of the column or the
d) wenn die Wandungen Temperaturen aufweisen, die höher als die Siedetemperatur der Lösung sind.d) if the walls have temperatures which are higher than the boiling point of the solution.
Die Erfindung hat sich die Ausbildung einer Abtreibkolonne zum Ziel gesetzt, bei welcher derartigeThe invention has set itself the goal of forming a stripping column in which such
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Leitung für den Transport des Dampfes in einen durch seitliche Wände begrenzten und oben und unten offenen Raum mündet, der in einem oberhalbThis object is achieved according to the invention in that the line for the transport of the steam into a space delimited by side walls and open at the top and bottom, which opens into a space above eines Trennbodens befindlichen Blasenbett angeordnet ist und daß der Ablauf jeder Stufe Mittel zur mengenmäßigen Einstellung der ablaufenden Flüssigkeit aufweist. Die bei den bisher üblichen Kolonnen entstehendenA separating tray located bubble bed is arranged and that the drainage of each stage means for Has quantitative adjustment of the draining liquid. The ones created in the columns customary up to now Verkrustungen werden bei einer erfindungsgemäß ausgebildeten Blasenbettkolonne dadurch vermieden, daß in den von seitlichen Wänden begrenzten Räumen, die innerhalb der Blasenbetten angeordnet sind, eine gleichmäßige aufwärts gerichtete Bewegung des FliisIncrustations are in accordance with the invention formed bubble bed column avoided that in the spaces bounded by the side walls, located within the bladder beds, a smooth upward movement of the fluid sigkeits-Dampfgemisches entsteht, was eine Umwäl zung der Flüssigkeit im Blasenbett bewirkt. Die hierbei entstehende relativ hohe Strömungsgeschwindigkeit verhindert die Bildung von Verkrustungen an den festen Wandungen der Kolonne und der Trennböden.Liquid-vapor mixture is created, which creates a circulation causes the liquid in the bubble bed. The resulting relatively high flow velocity prevents the formation of incrustations on the solid walls of the column and the dividing trays.
Die in den Blasenbetten angeordneten Räume können z. B. als Rohre ausgebildet sein, in denen der Dampf in der Flüssigkeit verteilt wird.The spaces arranged in the bladder beds can e.g. B. be designed as tubes in which the Vapor is distributed in the liquid.
Zur Verbesserung der Verteilung des Dampfes in der Flüssigkeit können in den Rohren statische Mischele-To improve the distribution of the vapor in the liquid, static mixing elements can be installed in the pipes.
hri mente angeordnet werden. Beispielsweise können dieseh r i ments are arranged. For example, these aus abstandswsise angeordneten Lochblechen bestehen.consist of spaced perforated sheets.
statischen Mischelemente kann darin bestehen, daß alsstatic mixing elements can consist in that as
Einbauten für Mischverfahren bereits bekannte statische Mischeiemente, die dort zur Herstellung von stabilen Mischungen dienen, verwendet werden (vgl. z. B. CH-PS 5 37 208 und 5 47 120).Internals for mixing processes already known static mixing elements, which are used there for the production of stable mixtures are used (cf. e.g. CH-PS 5 37 208 and 5 47 120).
Da in den Flüssigkeitsabläufen der einzelnen Stufen kein Dampf vorhanden ist, entsteht in diesem Bereich höchstens noch eine unwesentliche Ausfällung.Since there is no steam in the liquid drains of the individual stages, this is the area at most an insignificant precipitation.
Weiterhin kann es vorteilhaft sein, die Dampfleitungen in der Kolonne, die Abläufe, sowie die Trennböden, die beispielsweise trichterförmig ausgebildet sein können, thermisch zu isolieren oder mit einem Kühlmantel zu umgeben, um beispielsweise auch an Orten mit geringen Strömungsgeschwindigkeiten Verkrustungen zu vermeiden.Furthermore, it can be advantageous to install the steam lines in the column, the drains and the dividing trays, which can be designed, for example, funnel-shaped, thermally isolate or with a To surround the cooling jacket, for example, in order to create encrustations even in places with low flow velocities to avoid.
Die Erfindung wird anhand von in den Zeichnungen j dargestellten Ausführungsformen im folgenden erläutert The invention is based on in the drawings j illustrated embodiments explained below
F i g. 1 zeigt in schematischer Darstellungsweise einen Längsschnitt durch eine Abtreibkolonne, während in denF i g. 1 shows in a schematic representation a longitudinal section through a stripping column, while in the
F i g. 2 bis 4 Ausführungsbeispiele für die einzelnen Stufen einer solchen Blasenbettkolonne dargestellt si,id.F i g. 2 to 4 exemplary embodiments for the individual stages of such a bubble bed column are shown si, id.
In F i g. 1 ist die Blasenbettkolonne mit 1 bezeichnet An ihr oberes und an ihr unteres Ende ist jeweils eine Trennkolonne 2 bzw. 3 angeschlossen. In diesen Trennkolonnen sind Füllkörper 2a bzw. 3a, z. B. Raschigringe oder dergleichen angeordnet Ebenso können diese Trennkolonnen z. B. als Glocken- oder Siebbodenkolonnen ausgebildet sein.In Fig. 1, the bubble bed column is denoted by 1 Separating columns 2 and 3 are connected to their upper and lower ends. In these Separation columns are packing 2a and 3a, z. B. Raschig rings or the like arranged Likewise can these separation columns z. B. be designed as bubble or sieve tray columns.
An die Kolonne 2 — oder im Falle diese Kolonne nicht vorhanden ist, an die Kolonne 1 — ist eine Einspeiseleitung 4 für die abzutreibende Lösung oder Suspension angeschlossen, sowie eine Leitung 5 für den Dampf, der die aus der Lösung oder Suspension abgetriebenen Komponenten enthältTo column 2 - or if this column is not available, to column 1 - there is one Feed line 4 connected for the solution or suspension to be driven off, and a line 5 for the Vapor containing the components driven off from the solution or suspension
Mit der Bezugsziffer 6 ist die an den Bodenteii der Trennkolonne 3 bzw, wenn diese Kolonne nicht vorhanden ist, an den Bodenteil der Blasenbettkolonne 1 angeschlossene Leitung für Frischdampf bezeichnet sowie eine /nit dem Sumpf der Kolonne verbundene Leitung 7 für die Wegführung der die ausgefällten Feststoffe enthaltenden FlüssigkeitWith the reference number 6 is the to the Bodenteii Separating column 3 or, if this column is not present, to the bottom part of the bubble bed column 1 connected line for live steam and a / n connected to the bottom of the column Line 7 for the removal of the liquid containing the precipitated solids
Die Blasenbettkolonne 1 weist im Ausführungsbeispiel drei übereinander angeordnete Stufen 8 mit Blasenbetten 9, in ihnen angeordneten Rohren 10, trichterförmig ausgebildeten TrennbCien 11 mit Abläufen 12 und darin angeordneten Ventilen 13 auf. Anstelle von Ventilen könnten die Abläufe gegebenenfalls auch Drosselstellen zur mengenmäßigen Einstellung der ablaufenden Flüssigkeit aufweisen.In the exemplary embodiment, the bubble bed column 1 has three stages 8 arranged one above the other Bladder beds 9, tubes 10 arranged in them, funnel-shaped separators 11 with drains 12 and valves 13 arranged therein. Instead of valves, the processes could also be used if necessary Have throttling points for the quantitative adjustment of the draining liquid.
Vom Dampfraum einer unteren Stufe führt jeweils eine Leitung 14 in die Rohre 10 der darüber angeordneten Stufe. Gegebenenfalls kann noch in die einzelnen Dampfleitungen durch Leitungen 15 Frischdampf zusätzlich eingeleitet werden.From the steam space of a lower stage, a line 14 leads into each of the pipes 10 of the above arranged stage. If necessary, live steam can also be fed into the individual steam lines through lines 15 can also be initiated.
Die Dampfleitungen 14 sind vorteilhaft außerhalb der Kolonne verlegt Unter Umständen könnten sie auch innerhalb der Kolonne angeordnet sein.The steam lines 14 are advantageously laid outside the column. Under certain circumstances, they could also be arranged within the column.
Im folgenden wird die Betriebsweise der in F i g. 1 dargestellten Ausführungsform der Erfindung anhand eo eines Ausführiingsbeispieles erläutert.In the following, the mode of operation of the in FIG. 1 illustrated embodiment of the invention based on eo an exemplary embodiment explained.
Es liege die Aufgabe vor, aus einer ammoniakalischen Ammonkarbonatlösung und der in ihr gelösten Metalle (z. B. Nickel, Zink oder Kupfer) Ammoniak und Kohlendioxid mit Hilfe von Dampf auszutreiben.The task is from an ammoniacal Ammonium carbonate solution and the metals dissolved in it (e.g. nickel, zinc or copper) ammonia and Expel carbon dioxide with the help of steam.
Zu diesem Zweck wird die Flüssigkeit durch die Leitung 4 in die Trennkobine 2 eingespeist. Hierin wird durch Stoffaustausch zwischen der Flüssigkeit und ihr entgegenströmendem, die Blasenbettkolonne 1 verlassendem Dampf aus der Flüssigkeit bereit.·= ein Teil des in ihr enthaltenen Ammoniaks und Kohlendioxids abgetrennt. Sodann werden in der Blasenbettkolonne mit Hilfe des in die einzelnen Stufen eingeleiteten Dampfes aus der Flüssigkeit die basischen Metallkarbonate ausgefälltFor this purpose, the liquid is fed into the separating chamber 2 through the line 4. Herein is by mass transfer between the liquid and its counter-flowing, the bubble bed column 1 leaving Vapor from the liquid ready. = Part of the ammonia and carbon dioxide it contains separated. Then in the bubble bed column with the help of the steam introduced into the individual stages the basic metal carbonates precipitated from the liquid
Aus den an vorstehender Stelle geschilderten Gründen, werden Verkrustungen durch die ausgefällten Feststoffe in der Blasenbettkolonne vermieden, so daß ein einwandfreier Betrieb der Kolonne gewährleiste! ist, und die Suspension durch die Abläufe von Stufe zu Stufe unbehindert abwärts strömen kann.For the reasons described above, incrustations are caused by the precipitated Solids avoided in the bubble bed column, so that perfect operation of the column is guaranteed! is, and the suspension is free to flow down through the drains from stage to stage.
In der unteren Trennkolonne 3, die analog wie Trennkolonne 2 ausgebildet ist, werden von der Suspension durch Stoffaustausch mit dem durch Leitung 6 eingespeisten Frischdampf noch die in der Suspension enthaltenenen Ammoniak- und Kohlendioxidrestmengen abgetrennt Durch die Leitung 7 wird die Suspension, die die ausgefällten Festci»offe enthält aus der Kolonne entnommen.In the lower separating column 3, which is designed analogously to separating column 2, the residual amounts of ammonia and carbon dioxide contained in the suspension are separated from the suspension by mass transfer with the live steam fed in through line 6 tci »offe contains taken from the column.
In der F i g. 2 ist eine Ausführungsform einer Stufe 8' dargestellt, die einen trichterförmigen Trennboden 11' aufweist Im Ablauf 12' dieses Trennbodens ut ein Regelventil 13' angeordnet, das über einen Niveauregler 20' betätigt wird, so daß die Höhe des Blasenbettes 9' konstant gehalten wird.In FIG. 2 shows an embodiment of a step 8 'which has a funnel-shaped separating base 11' has a control valve 13 'arranged in the outlet 12' of this separating floor ut via a level controller 20 'is actuated so that the height of the bubble bed 9' is kept constant.
An die Dampfleitung 14' ist eine Leitung 2V angeschlossen, durch die im Bedarfsfall zusätzlich eine einstellbare Menge an Frischdampf zugespeist werden kann. A line 2V is connected to the steam line 14 ', through which an adjustable amount of live steam can also be fed in if necessary.
Im Blasenbett 9' ist ein Rohr 10' angeordnet, in welchem sich der eingeleitete Dampf in der Flüssigkeit verteiltIn the bubble bed 9 'a tube 10' is arranged, in which the introduced vapor is in the liquid distributed
Fig.3 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform einer Blasenbettstufe 8", wobei mit F i g. 2 übereinstimmende Konstruktionselemente mit den gleichen Bezugsziffern, die lediglich mit dem Apostroph " versehen sind, bezeichnet sind. Abweichend von F i g. 2 ist in dem Rohr 10" ein aus abstandsweise angeordneten Lochblechen 22 bestehendes statisches Mischelement angeordnet. Durch Anordnung eines solchen Mischelementes wird der Verteileffekt des Dampfes in der Flüssigkeit im Rohr gegenüber F i g. 2 wesentlich verbessertFIG. 3 shows a modified embodiment of a bubble bed stage 8 ″, with FIG. 2 corresponding to FIG Construction elements with the same reference numbers, which are only provided with the apostrophe " are, are designated. Notwithstanding FIG. 2 is in the tube 10 ″ from a spaced-apart perforated plates 22 existing static mixing element arranged. By arranging such a mixing element the distribution effect of the vapor in the liquid in the pipe compared to FIG. 2 significantly improved
An die Dampfleitung 14" ist vor ihren". Eintritt in das Rohr 10" eine, mit einem Dosierventil 23 ausgestattete Leitung 24 angeschlossen, durch die z. B. eine kleine Wassermenge eingespritzt werden kann zur Kühlung der Dampfleitung 14" bzw. zur Wegspülung evtl. an den Rohrleitungen entstandenen Verkrustungen.To the steam line 14 "is in front of her". Entry into the Pipe 10 ″ is connected to a line 24 equipped with a metering valve 23, through which, for example, a small The amount of water can be injected to cool the steam line 14 "or possibly to flush it away Encrustations in the pipelines.
Außerdem sind bei diesem Ausführungsbeispiel sowohl die Dampfleitung 14", soweit sie innerhalb der Kolonne 1" verlegt ist, als auch der Trennboden 11" und der Aolauf 12" von einer Schicht aus Isolationsmaterial umgeben.In addition, in this embodiment, both the steam line 14 ″, insofar as they are within the Column 1 "is moved, as well as the dividing tray 11" and the Aolauf 12 "from a layer of insulation material surround.
Die Dampfleitung 14" weist an ihrer Mündungsstelle in die Vorrichtung 10" eine sich trichterförmig erweiternde Austrittsöffnung 25 auf. Hierdurch werden evtl. sich an der Arstrittsstelle ausbildende Verkrustungen vermieden.The steam line 14 "has a funnel-shaped design at its point of opening into the device 10" widening outlet opening 25. This may result in incrustations at the work site avoided.
Bei der in Fl g. 4 dargestellten Ausführungsform einer Stufe sind die mit F i g. 2 und 3 übereinstimmenden Konstruktionselemente ebenfalls mit den gleichen Bezugsziffern, die lediglich mit dem Apostroph '" versehen sind, bezeichnet.In the case of the in Fl g. 4 illustrated embodiment of a Level are those with F i g. 2 and 3 matching construction elements also with the same Reference numerals which are only provided with the apostrophe '".
Bei diesem Ausfuhrungsbeispiel ist im Rohr 10'" mindestens ein statisches Mischelement 26 angeordnet, welches in der Art ausgebildet sein kann, wie es z. B. inIn this exemplary embodiment, at least one static mixing element 26 is arranged in the pipe 10 ′ ″, which can be designed in the manner as it is, for. Am
der CH-PS 5 37 208 beschrieben ist.the CH-PS 5 37 208 is described.
Außerdem sind bei diesem Ausführungsbeispiel sowohl die Dampfleitung 14'", soweit sie innerhalb der Kolonne Γ" verlegt ist, als auch der Trennboden 11'" und der Ablauf 12'" von einem, von einem Kühlmittel, z. B. Wasser durchströmten Kühlmantel 27 bzw. 28 umgeben.In addition, in this embodiment, both the steam line 14 '", insofar as it is laid within the column Γ", as well as the separating tray 11'"and the outlet 12 '" are from a coolant, e.g. B. surrounded by water flowing through the cooling jacket 27 and 28, respectively.
Hier/u 4 Blatt ZcichnunucnHere / u 4 sheets of drawing
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CH680909A5 (en) * | 1990-08-27 | 1992-12-15 | Sulzer Ag | Multistage gas stripping and pptn. column for liq. suspensions - has in at least one stage, sepg. wall between run=off valve and vapour chamber which (partially) encloses valve chamber which is open to atmos. |
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